原创氢氧燃料电池(氢氧燃料电池是原电池吗)
书写过程归纳:列物质,标得失 (列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。选离子,配电荷 (根据介质
书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)01
一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:Zn–2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极:2H++2e-=H2↑ (还原反应)离子方程式 Zn + 2H+ = H
2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极:Fe–2e-=Fe2+ (氧化反应) 正极:2H++2e-=H2↑ (还原反应)离子方程式
Fe+2H+=H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液 中性或碱性)负极:2Fe–4e-=2Fe2+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-=4OH- (还原反应
)化学方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:
(负极—Al、正极—Ni 电解液 NaCl溶液、O2)负极:4Al–12e-=4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-(还原反应)化学方程式:4Al+3O2+6H2
O=4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn–2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO2+2H++2e-
=Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH、MnO2的糊状物)负极:Zn + 2OH
– 2e-= Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2OH-(还原反应)化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH7
、银锌电池:(负极—Zn、正极—Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-= Zn(OH)2 (氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH- (还原反应)化学方程式
:Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag8、铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)负极:4Al–12e-=4Al3+ (氧化反应)
正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-(还原反应)总反应式为: 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)9、镁---铝电池(负极—Al、正极—Mg 电解液KOH)负极
(Al): 2Al + 8 OH–- 6e- = 2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg): 6H2O + 6e- = 3H2↑+6OH– (还原反应)化学方程式:2Al + 2OH– + 2H
2O = 2AlO2–+ 3H210、锂电池一型:(负极—金属锂、正极—石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应)正极:3SOCl2+8e-=SO3
2-+2S+6Cl-(还原反应)化学方程式:8Li+ 3SOCl2 = Li2SO3 + 6LiCl + 2S,02二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液
— 浓硫酸)放电时负极: Pb-2e-+SO42-=PbSO4(氧化反应)正极: PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应)充电时阴极: PbSO4+2H++2e-= Pb+H
2SO4(还原反应)阳极: PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+H2SO4+2H+ (氧化反应)总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4
2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极— Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Fe-2e-+ 2 OH–= Fe (OH)2 (氧化反应)正极:NiO2 + 2H
2O + 2e-= Ni(OH)2 + 2 OH– (还原反应)充电时阴极: Fe (OH)2 + 2e-= Fe + 2 OH– (还原反应)阳极: Ni(OH)2-2e-+ 2 OH–=NiO
2 + 2H2O (氧化反应)总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O
Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—石墨,含Li+导电固体为电解质)放电时负极:Li - e-=Li + (氧化反应)正极:FePO4 + Li+ + e
-= LiFePO4(还原反应)充电时:阴极:Li+ + e-= Li(还原反应)阳极:LiFePO4-e-= FePO4 + Li+ (氧化反应)总化学方程式 FePO4 + Li
LiFePO44、镍--镉电池(负极—Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Cd-2e-+ 2 OH–= Cd(OH)2 (氧化反应)正极: 2NiOOH + 2e-+ 2H
2O =2Ni(OH)2+ 2OH– (还原反应)充电时阴极: Cd(OH)2 + 2e-= Cd + 2 OH-(还原反应)阳极:2 Ni(OH)2-2e-+ 2 OH–= 2NiOOH + 2H
2O (氧化反应)总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH)放电时负极: LaNi5H 6-6e-+ 6OH–=LaNi5 + 6H2O
(氧化反应)正极: 6NiOOH +6e-+ 6H2O =6 Ni(OH)2 + 6OH– (还原反应)充电时阴极:LaNi5+6e-+ 6H2O=LaNi5H 6+ 6OH– (还原反应)阳极:
6 Ni(OH)2 -6e-+ 6OH–= 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式LaNi5H 6 + 6NiOOH
LaNi5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极—Zn、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时负极:3Zn -6e- + 6 OH–= 3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO
42— +6e-+ 8H2O =2Fe (OH)3 + 10OH– (还原反应)充电时阴极:3Zn(OH)2 +6e-=3Zn + 6 OH–(还原反应)阳极:2Fe(OH)3-6e-+ 10OH–
=2FeO42—+ 8H2O (氧化反应)总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O
3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC
6表示)放电时负极: LiC6 – xe- =Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极: Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2(还原反应
)充电时阴极: Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- =LiC6(还原反应)阳极: LiCoO2 – xe-= Li(1-x)CoO2 + x Li+(氧化反应)总反应方程式Li(1-x)
CoO2 + LiC6
LiCoO2 + Li(1-x)C603燃料电池 根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定。
两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极解决此类问题必须抓住一点:燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应,但要特别注意介质对产物的影响一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入
H2,正极通入 O2,总反应为:2H2 + O2= 2H2O 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:H2 – 2e- + 2OH-= 2H2O (氧化反应
)正极:O2 + H2O + 4e-=OH-(还原反应)总反应方程式2H2 + O2= 2H2O2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:H2 –2e-= 2H+(氧化反应) 正极:O2 + 4H
+ + 4e-= 2H2O (还原反应) 总反应方程式2H2 + O2= 2H2O3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:H2 – 2e-= 2H+(氧化反应)正极:O2 + H2O + 4e
-= 4OH-总反应方程式2H2 + O2= 2H2O说明:1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、水溶液中不能出现O2-3、中性溶液反应物中无H+ 和OH-4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH
-二、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:3O2 + 12e- + 6H2O= 12OH- (还原反应)负极:2CH3OH – 12e- + 16OH—=2CO32-+12H2
O (氧化反应)总反应方程式2CH3OH + 3O2 + 4KOH= 2K2CO3 + 6H2O 2. 酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2 + 12e
- + 12H+ = 6H2O (还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇负极:2CH3OH –12e- +2H2O=12H++2CO2 (氧化反应)燃料电池原理基本相)总反应式2CH3OH + 3O2 =
2CO2 + 4H2O (氧化反应) 三、CO燃料电池 (总反应方程式均为:2CO + O2 = 2CO2)1、熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与
CO2的混合气为正极助燃气)正极:O2 +4e- + 2CO2 = 2CO32--(还原反应)负极:2CO+2CO32- – 4e- =4CO2 (氧化反应)2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO
4溶液)正极:O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O (还原反应)负极:2CO – 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H+ (氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)
正极: O2 + 2H2O + 4e- = 4OH—(还原反应)负极:N2H4 + 4OH— - 4e-= N2 + 4H2O (氧化反应)总反应方程式N2H4 + O2= N2 + 2H2O五、甲烷燃料电池
1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:2O2 + 2H2O + 8e- = 8 OH-(还原反应)负极:CH4 + 10OH-- 8e-= CO32- + 7H2O (氧化反应)反应方程式CH
4 + 2KOH+ 2O2= K2CO3 + 3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: 2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O (还原反应)负极: CH4 -8e- + 2H
2O = 8H+ + CO2 (氧化反应)总反应方程式CH4 + 2O2= CO2 + 2H2O六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(
K2CO3或Na2CO3)正极: 5O2 + 20e- + 10CO2 = 10CO32-(还原反应)负极:C3H8 -20e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O(氧化反应)总反应方程式 C
3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O2、酸性电解质 (电解液H2SO4溶液)正极: 5O2 + 20e- + 26H+ = 10H2O (还原反应)负极:C3H8 -20e- + 6H
2O = 3CO2 + 20H+ (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 5O2 + 20e- + 10H2O
= 20OH- (还原反应)负极:C3H8 -20e-+ 26 OH-= 3CO32-+ 17H2O(氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O七、乙烷燃料电池
(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:7O2 + 28e- + 14H2O = 28OH- (还原反应)负极:2C2H6 -28e-+ 36OH- = 4CO32-+ 24H2O(氧化反应)总反应方程式
2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K2CO3 + 10H2O来源:网络,版权归原作者所有~若有侵权请联系管理员删除!
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- 编辑:李松一
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